Введение к работе
Актуальность ikmnl Неооходнмость повышения
экономичности современных и перспективных паротурбинных и газотурбинных установок требует развития и совершенствован}'"
СИСТеМ автоматизированного ПрОеКТИрОьГіїїИЯ її ОПТИМИЗАЦИИ
лопаточных аппаратов турбомашин, базирующихся на использовании современных ЭВМ. При этом одной из важнейших проблем является разработка эффективных методов расчета коэффициентов потерь кинетической энергии в решетках туроннкых лопаток, которые оы обеспечивали достаточно высокую точность с минимальными затратами процессорного времени на ЭВМ, что особенно важно при решении оптимизационных задач. Однако, существующие методы расчетгі течения с межлопаточнкх каналзх туроинных решеток с учетом образующихся на ограничивающих поверхностях пограничных слоев во многих случаях не удовлетворяют современным требованиям либо по точности, либо по затратам машинного Бремени, дополнительные трудности возникают в приторпевых областях, где имеет место сложное трехмерное течение, связанное со вторичными перетеканиями на торце и примыкающих к
tjhmv унясткяу пира тппяткн Рязпяппткп unnwv и глр.с>піііригті;гіііян«р
п,іц:мииілч,и иа^чс і iit-чл, лиг iio^jtjo іукг^у^і д«с: і cUibn физических закономерностей процессов аэродинамики в лопаточных аппаратах турбомашин, анализа влияния различных факторов на исследуемые характеристики. Решению этих важных научных задач її посвящена данная диссертационная раоота. Цель работы - создание эффективных методов расчета потерь кинетической энергии и тупбннных решетках и разработка с их помощью высокозкономнчных лопаточных аппаратов. ,цлл решения этой задачи необходимо: в крупномасштабной турбинной решетке летально исследовать микро- и макроструктуру трехмерных пограничных слоев на торцевой поверхности межлопаточного кдяала її на спинке лопатки б приторцевой зоне; -определить расположение, размеры и влияние подковообразного її канального вихрен на закономерности течения в приторцевой зоне туронннои p^uk-TKH', -исследовать распределение скоростей по толщине пограничного слоя в различных зонах на торце и на спинке лопатки; -разпаоотать метод совместного расчета пограничных слоев Іїа ТОрЦеБОИ їїОБЄРлКОСТИ МЄЖЛОП5ТОЧКОГС Канала И "tili С.ІІННКЄ лопатки б пршорцевой зоне в квазшрехмерной постановке; -усовершенствовать модель формирования концевых и ппосЬильных потерь в турбинной "ешетке и методику их Расчета: -їїрОБвСТИ C.ptiBHGKHG рОЗуЛЬТаТОВ рсіСЧСТГі С ИМЕЮЩИМИСЯ t> литературе экспериментальными данными; -с использованием разработанных методов расчета сп"оектиг,оБать т^пбинил'ю ^ешетку с высокими аэродинамическими характеристиками. Научная новизна работы: -существенно усовершенствован метод расчета пограничного слоя на торцевой поверхности межлопат очного какала; -разработан новый метод расчета пограничного слоя на спинке профиля в приторцевой зоне, базирующийся на решении уравнений количества движения и системы интегральных уравнений -получена новая эмпирическая зависимость для нахождения коэффициента кромочных потерь; -УГПР.РПШ^Ч^ТІЇПГіЯІІ МйТПП ПЯГЦ^ТЯ КПчгМшНИРНТЯ КП(П|»-[;Ы\ ІІ профильных потерь кинетической энергии путем уточнения определения величины потерь в пограничных слоях на профиле лопатки и на торцевой поверхности межлопаточного канала, а такж<: оценки потепь кинетической энергии в канальном вих^е; ..-. А TDM Г)/" AT - і.- ~~-..~ .,. .- і - на оаз*? ii_u»i г v> / ^-v і ^иодсш Кч^імііji^iv~ ііа^чсінил ііі-'чл L<<:tiM!> для нахождения коэффициентов профильных и концевых потері кинетической энергии в решетках турбинных лопаток. ІіріаКтичвсКсіЯ ценность раооты: -разработанные методы расчета и комплекс программ на 3BN позволяют с высокой точностью определять коэффициента профильных и концевых потерь кинетической энергии в решетка} туроинных лопаток при малых затратах процессорного времени, чтс особенно важно при оптимизационных расчетах новых лопаточньп профилей; -с помощью этого п'іогпаммного комплекса создан нобьн ламинаризоБанныи лопаточный профиль, ооладающии высоким! аэродинамическими характеристиками; комплекс может использоваться как самостоятельно, так і! совместно с лругн.мн программными їіролуктамн ь качестве подсистемы САПР турбоустановок Апробация работы. Основные результаты диссертационной раоот ы лок. к'ілнва.інсь! -на международной научно - технической конференции "Компьютер: navKa, техника, технология, здоровье", г. Харьков, 1993, 1994, 1996, 1997 г.г.: на междунаролнон научно - технической конференции "Совершенствование энергетических и транспортных турбоустановок методами математического моделирования, вычислительного и Физического экспериментов', г. Змнев, 1994 г. Публикации. Результаты диссертационной работы отражены в 11 печатных работах. '~*оъсм и структура ряооты. диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованных источников, включающего 88 наименований Содержит 134 страницы машинописного текста, !12 'Ч'сунков н 17 таблиц.
л...„.,.„_„ „„....„ .,-.„„.
J rJ . . ~« г -- ... . _ 1 .r-г..—— .1.- — J-.,